Questão 15 (2º dia) da 2ª fase da UNICAMP 2022

Foi inaugurada em 2021, no deserto do Atacama, no Chile, a primeira usina termossolar da América Latina. Nessa usina, a energia solar é usada para fundir uma mistura de sais em temperaturas elevadas. A energia térmica armazenada nesses sais fundidos é então usada para produzir vapor de água em alta pressão e temperatura, o qual aciona as turbinas geradoras de eletricidade. A coleta da energia solar é feita por mais de dez mil espelhos móveis (helióstatos) distribuídos sobre o terreno.

a) A insolação diária \sigma é a energia solar incidente por unidade de área durante 1 dia. Na área A = 6{,}0 \times 10^6\text{ m}^2 do terreno ocupado pelos helióstatos, \sigma = 8{,}0\text{ kWh/m}^2. Uma fração de 5\% dessa energia solar incidente no terreno é convertida em energia elétrica pela usina, energia esta fornecida para o consumo durante as 24\text{ h} do dia a uma potência constante. Qual é a potência fornecida pela usina?

b) Quanto tempo leva para que uma massa m = 25000\text{ toneladas} de sal seja fundida se a potência luminosa usada para a fusão for P_{\text{lumin}} = 400\text{ MW}? O calor latente de fusão do sal é L_{\text{sal}} = 160\text{ kJ/kg}. Desde o início até o final do processo, a temperatura do sal permanece constante e igual à temperatura de fusão.